碳酸根和碳酸氢根离子对钻井液的污染及处理.pdfVIP

石 油 化 工 进 展 第 10卷第9期 28 AADVANCESIN FINEPETROCHEMICALS 一 碳酸根和碳酸氢根离子对钻井液的污染及处理 孙长健 彭 园 张仁德 彭大勇 (川庆钻探工程公司川东钻探公司，重庆 400021) 摘 要 阐述了碳酸根离子和碳酸氢根离子的测定方法和浓度计算。分析了碳酸根和碳酸 氢根离子来源，分别考察了碳酸根和碳酸氢根离子对钻井液性能的影响。结果表明，很小含量的 碳酸根和碳酸氢根离子就使钻井液粘度、切力和失水量大大增加。使用化学方法，配制氧化钙含 量10％的悬浮液，使钙离子与碳酸根和碳酸氢根离子反应，生成碳酸钙沉淀将其去除。并对现场 施工中应注意的问题提出指导性意见。 关键词 碳酸根离子 碳酸氢根离子 钻井液 污染 处理 随着钻探领域的扩大，在很多区块钻井过程 表不)； 中会遇到碳酸根 (CO )、碳酸氢根 (HCO，一)离 再于此溶液中加入 1—2滴0．1％甲基橙溶 子对钻井液造成污染的问题，使常用钻井液处理 液，溶液颜色呈黄色； 剂，尤其是稀释剂不能有效地发挥作用，致使钻井 再继续用浓度0．1mol／L盐酸滴定至溶液 由 液粘度和切力急剧增大，处理困难。按一般的处 黄色变为橙红色，记录此时盐酸溶液的消耗量 理方法，加入铁铬盐碱液或者磺化单宁(SMT)碱 (用 表示)； 液不但不能实现降粘效果 ，反而会出现越加稀释 通过化学反应方程式和当量定律，可以算出 剂，钻井液的粘切会越高的反常现象。文献…指 碳酸根和碳酸氢根离子的浓度，见表 1(表 1中P 出，随着碳酸氢根离子浓度增加，切力呈上升趋 表示用酚酞指示剂时盐酸消耗量， 表示用 甲基 势，而随着碳酸根离子浓度的增加，切力先减后 橙指示剂时盐酸消耗量)。 增。受这两种离子严重污染后的钻井液性能很难 表 1 碳酸根和碳酸氨根离子浓度计算结果 用加入处理剂的方法加以调整，只能用化学方法 将其去除。即给钻井液提供一定量的钙离子，使 离子质量浓度m／g．L-I— — 堕堂％ 碳酸根和碳酸氢根离子与钙离子反应生成CaCO 碳酸根 0 6002P 6002P 6002M 沉淀，从而达到消除污染的目的。 碳酸氢根 6102M 0 6102(M—P) 0 1 碳酸根和碳酸氢根离子的测定及浓度计算 2 碳酸根和碳酸氢根离子来源 1．1 碳酸根和碳酸氢根离子的混合碱分析 钻井液中碳酸根和碳酸氢根离子来 自以下几 钻井液碱度是钻井液性能的重要参数，对钻 方面： 井液处理剂而言，常常需要在碱性环境下才能正 当钻遇到含有CO地层时，CO：侵人钻井液 常发挥其效能，因此，测定钻井液碱度极其重要。 生成碳酸根和碳酸氢根离子； 碳酸根和碳酸氢根离子的混合碱分析可以用双指 地层出水，水中富含碳酸根和碳酸氢根离子； 示剂法：双指示剂法是在滴定碳酸盐时，由于出现 当钻水泥塞或钻石膏地层以及用钙膨润土配 两个等当点，溶液pH有两个突跃，采用两种指示 浆时，使用碳酸钠、碳酸氢钠处理过量； 剂分别指示两个终点的测定方法。